بررسي تاثير كوركومين آزاد و دندروزومي بر القاي مرگ برنامه‏ريزي شده در سلول‏‏هاي بنيادي و سرطاني

Investigation of free and dendrosomal curcumin effects on apoptosis induction in stem cells and cancer cell lines

هدف: كوركومين جز فعال گياه زردچوبه است كه با مهار چند مسير پيام رساني درون سلولي قادر به القاي مرگ برنامه‏ريزي شده سلولي است. با اين حال حلاليت بسيار ضعيف آن در محيط آبي باعث محدوديت استفاده از اين تركيب ارزشمند شده است. در اين مطالعه از دندروزوم به‏‏خاطر حلاليت در آب، داشتن ابعاد نانو و عدم سميت سلولي براي انتقال كوركومين به سلول استفاده شده است. مواد و روش‏ها: در اين پژوهش، قابليت دندروزوم‏ها در رسانش كوركومين به سلول‏هاي AGS، HT3، 5637، hBMSC و U87 مورد مطالعه قرارگرفت. براي انتخاب بهترين غلظت دارويي و رده سلولي، غلظت‏هاي مختلف كوركومين در حالت آزاد و قرار گرفته در دندروزوم بر رده‏هاي سلولي تاثير داده شد. سپس ميزان القاي مرگ برنامه‏ريزي شده سلولي به كمك رنگ پروپيديوم آيودايد و ميزان بيان ژن Bax به روش RT-PCR نيمه كمي بررسي شد. نتايج: فرمول بندي دندروزومي كوركومين باعث افزايش قابل توجه حلاليت اين ماده شديداً آب‏گريز در سلول‏هاي AGS شد. به‏طوري كه به روش فلوسايتومتري القاي مرگ برنامه‏ريزي شده سلولي بعد از 18 ساعت در سلول‏هاي تحت تيمار با فرمول بندي دندروزومي كوركومين 48 درصد و با كوركومين آزاد 20 درصد با غلظت بهينه دارو (20ميكروگرم در هر ميلي‏ليتر) مشاهده شد. همچنين به روش RT-PCR نيمه كمي افزايش سطح بيان ژن القاي كننده مرگ برنامه ريزي شده سلول Bax در فرمول بندي دندروزومي نشان داده شد. نتيجه‏گيري: براساس نتايج، دندروزوم باعث افزايش حلاليت و القاي سريع‏تر و بيشتر كوركومين در مقايسه با كوركومين آزاد مي‏شود. به‏طوري كه افزايش بيان 50 درصدي Bax در سلول‏هاي تحت تيمار نيز اين مسيله را تاييد نمود.

Objective: Curcumin, is the active component in turmeric (Curcuma long). This agent induces apoptosis via inhibiting various signaling pathways. However, its poor aqueous solubility prevents its widespread application. In this study, dendrosomes with water-solubility, nano-sized dimensions and nontoxic properties, was used for curcumin delivery to cells. Materials & Methods: In the present study, the potential of dendrosomes for use as a drug delivery system was assessed in AGS, HT3, 5637, hBMSC and U87 cell lines. In order to achieve optimal concentration of drug and the most suitable cell line, the effects of different concentrations of free and dendrosomal curcumin was examined on the cell lines. Propidium iodide staining was used for determining apoptosis induction and the expression of Bax gene was investigated by semi-Q RT-PCR. Results: Dendrosomal formulation significantly improved water solubility of highly hydrophobic curcumin in AGS cells. Flow cytometry analysis indicated 48 percent of cells treated with dendrosomal curcumin and 20 percent of cells treated with free curcumin (at the optimal concentration of drug) underwent apoptosis after 18h. Semi-Q RT-PCR results exhibited the increase of expression of Bax pro-apoptotic gene in cells treated with dendrosomal curcumin. Conclusion: Dendrosomal formulation, compared to free curcumin, enhanced curcumin solubility and increased apoptosis induction in treated cells. These data, together with the observation of a 50 % increase of Bax gene expression confirmed the apoptotic effects of dendrosomal formulation of curcumin.